（电视接收技术讲座编写组）在电视接收机天线上，接收到电视信号的幅度并非总是恒定的。例如在接收不同频道电视广播时，由于由视台的功率、离接收机的距离，以及电波传播的途径各不相同，所收到的信号强度亦不同。在运动着的飞机、车辆、船只上的电视机、所接收的信号强度亦因运动而变化。还有在电波传播的路径上由于各种原因（如飞机飞过等）亦会引起电波强度的变动。
当信号很弱时，在电视机屏幕上看到的画面就很淡薄，即对比度弱。如信号太弱，则同步都会保持不住。输入信号增强时的情况怎样呢？也会产生一系列问题。输入信号增大时，如不进行控制，画面的清晰度和层次将因对比度过强而变坏。输入信号再增强就有可能使中放末级或视放输出级因信号过大而工作到晶体管的非线性区，使视频信号产生非线性失真。伴音信号则形成如图①（a）所示的寄生调幅。如调制度过大，超过了伴音通道的抑制能力，在扬声器中就会有50赫场频声，即所谓蜂音。强输入信号甚至能使高频头的混频级（对输入信号而言）和高放级工作于晶体管的非线性区。这时若有其他强干扰信号进入，就要因非线性而产生组合频率nf\(_{1}\)—mf2（f\(_{1}\)f2分别是二个电台的载波，nm是正整数）。如果nf\(_{1}\)—mf2恰恰落入中放通带，两个台就都被接收并相互干扰，这现象称交扰调制。另外，信号过大，工作到晶体管非线性区亦可能将同步头切掉，同步被破坏。由此可见输入信号过强会产生一系列更为复杂的问题，同样亦会破坏全机工作。
自动增益控制的主要任务，就是在输入信号变化的情况下，使检波器输出高频信号达到一定幅度后就保持基本不变，特别是在输入信号增强时，仍能保证各级放大器工作在晶体管的线性区。此外，检波器输出视频信号或加到显像管上的视频信号除随输入信号变化外，还随晶体管参数、工作温度、电源电压、进入接收机的干扰及噪声电平等因素变化，自动增益控制电路亦能抑制这种变化。
自动增益控制的工作原理
图像通道中从高频头到检波器，可看成选频放大和检波两部分，即选出所要信号，加以放大、变换成视频信号，如方块图②所示。图中K是总增益、U\(_{i}\)、Uo分别表示输入信号电压和输出视频信号电压。
为了在U\(_{i}\)变化时Uo基本不变，只要随U\(_{i}\)的变化自动地相应改变选频放大器的增益就行了。这种控制方式称为自动增益控制，简称AGC，如图③方块图所示。
AGC电路将输出视频信号变换成宜于实行增益控制的直流电压U\(_{c}\)，以控制放大器的增益。当Ui增加时，U\(_{o}\)随之增加，通过AGC电路使K减小，结果Uo 的增加量减小，反之U\(_{i}\)减小时使Uo的减小量亦减小。因此，整个AGC环路实质上是一个负反馈系统。由于这系统正是依靠输出视频信号电压的变化来实行控制的，因此在U\(_{i}\)变动时它并不能使Uo不变，而只能大大减弱U\(_{o}\)的变动。
1．正向AGC和反向AGC
在晶体管电视机中常用改变晶体管集电极电流的方法来控制晶体管放大器的增益，而改变集电极电流又很容易通过改变基极偏置电压来实现。图④表示了晶体管放大器增益随集电极电流变化的情况。由图可见，晶体管放大器的增益在某一集电极电流时有最大值，大于或小于这个电流值时增益都降低。用增加集电极电流使增益下降的方法称正向AGC；用减小集电极电流使增益下降的方法称反向AGC。
采用反向AGC时，为了降低增益，应使集电极电流I\(_{c}\)下降，也就是应使基极偏压Ube下降。由于晶体管i\(_{c}\)～Ube特性具有锐截止的特点，而且U\(_{be}\)下降时恰是在信号幅度增大的时候，因此很容易工作到晶体管的截止区，产生上述工作于非线性区的一系列问题。另外，晶体管是用电流推动的器件，当输入信号幅度增加时，尽管自动增益控制电压朝着减小集电极电流的方向来改变晶体管的偏置，但由于b－e结像二极管一样对信号有整流作用，产生整流电流，这个电流使得偏置电流不能像设想的那样减小，甚至在输入信号大时，因整流电流增大而失去控制。当采用正向AGC时，为减小增益，就应使集电极电流增大。若对普通高频晶体管进行正向AGC，如图④所示，就要在比较大的集电极电流处才能使增益有相当的下降，容易超出管子允许的功耗。为了实现正向AGC，目前都采用像2G210、3DG\(_{8}\)0等专门的AGC管。这种管子集电极电流增加不多时放大器的增益就能有较大的下降，其增益控制特性和输出静特性示于图④图⑤。在高频放大级中常接有集电极去耦电路和发射极自偏电路，当集电极电流增加时，串接在集电极电路里的去耦电阻和发射极偏量电阻上的压降也增加，晶体管集电有一发射极电压Uce降低，由图⑤可见，U\(_{ce}\)越小曲线簇愈密，也即增益下降。正向AGC，在输入信号增大时，通过AGC电路是使被控管集电极电流增大，所以就不会产生如反向AGC那样由于整流效应引起的失控现象，并且在放宽的控制范围内也不会产生非线性失真。正因为如此，正向AGC目前被广泛地应用于晶体管电视机中。
2．平均值AGC、峰值AGC和键控AGC
从上面已知通过控制晶体管放大级的集电极的平均电流可改变增益。工作点通常很容易通过直流控制电压U\(_{c}\)加以改变。怎样取得Uc呢？直流控制电压U\(_{c}\)它应反映输入信号的强弱变化，而检波器输出中的直流电压也即检波器输出视频信号电压的平均值可反映输入信号的强弱变化，故可取作Uc。这种AGC称为平均值AGC。这种方式虽较简单，但直接从视频检波器取出的直流电压很小，控制作用弱。另外，既是取平均值，所以该电压除了随输入信号强弱变化外，还随信号内容而变化。例如即使输入信号幅度不变，在画面明亮时，产生的U\(_{c}\)小，通过AGC就会使画面的对比度增强：画面暗淡时，Uc大，通过AGC，就使画面更为暗淡。再者，为了消除50赫场频波纹，在滤出U\(_{c}\)时，就不得不采用大时间常数的滤波电路，这样对输入信号幅度变化的反应速度就慢了。
为了克服上述缺点，可采用峰值AGC，就是将视频信号进行峰值检波，检波输出的直流电压作为U\(_{c}\)。由于同步头电平最高，峰值电平就是同步头电平，既然Uc是比例于信号峰值，其数值比平均值AGC的U\(_{c}\)要大，控制作用就强些，而且与信号的内容也就无关了。进行峰值检波虽然亦需用滤波电路，但这时主要是滤除行频，所需时间常数要比上述滤除50赫滤波电路的时间常数小许多。这样就能对幅度变化速度较快的输入信号起控制作用。峰值AGC的缺点是当有干扰窜入时，若干扰电平比同步头电平还高，那么检波出来的Uc就要受干扰的影响。为了克服这个缺点，可采用键控AGC。键控AGC，是采用选通脉冲或键控脉冲从视频信号中单独选出同步头，再对其进行检波来得到U\(_{c}\)。这样，就只有位于同步头上的干扰才起作用。在电视机中，键控脉冲是利用行输出级的逆程脉冲。在这种情况下，假设干扰在各个时刻出现的可能性是均等的，又设键控脉冲宽度为12μs，行扫周期为64μs，那么AGC遭受干扰的可能性只有峰值AGC的18％。键控AGC的Uc是对放大后的同步头检波得到的，所以电压值大，控制力强。在键控AGC中场频对U\(_{c}\)的干扰也更小，所以滤波电路时间常数亦可更小，便于进行快速控制。键控AGC的缺点是对同步要求比较高。由于键控AGC的键控脉冲取自逆程脉冲，一旦同步破坏，键控脉冲与信号中的同步脉冲不同步，选出的Uc就不是单一的同步头，而是变动的图像信号，因而U\(_{c}\)随图像信号内容而变化，进一步造成信号失真，恶化同步，如此恶性循环，以致同步不能恢复，收不到稳定的图像。
上面介绍的是获得U\(_{c}\)的几种基本形式。实际上使用的AGC电路常是它们的变形，或是几种类型结合起来的电路，以做到电路既简单，性能又较为完善。
3．AGC电路的静态特性
AGC环路方块图示于图（6）。为了分析简便假定集中于某一级进行增益控制。并设晶体管放大器的增益和I\(_{c}\)的关系曲线如图（7）所示，即Ic1至I\(_{c2}\)段的曲线为线性。设K0为未加AGC时被控放大器和固定放大器的总增益，而图中的μ则为自动增益控制电路的反馈系数，也就是说，自动增益控制电路的控制电流IAGC=μU\(_{0}\)。经过计算和实践，我们可以画出自动增益控制的环路静态输出特性和控制特性，如图⑧所示。从此图中可看出下列几个特性：
①随着输入信号不断增加，输出信号U\(_{0}\)和AGC电流IAGC逐渐增大，经由上升段、弯曲段、不变段而趋于某终值。
②K\(_{0}\)越大，曲线上升越快，但终值不变。
③μ越大，控制能力越强，终值也越小。
曲线中不变段越宽，表示输入信号变化而输出信号不变的范围越宽，这正是AGC电路所要求的。为了展宽不变段，常采用延迟AGC，即当输入或输出信号达到一定电平时再加AGC，没有加AGC时输出特性将线性上升，上升到一定电平再加AGC，如图⑨所示，在这里不变段范围增宽。
应当指出，由上面图⑧所示曲线是在假设晶体管的增益和I\(_{c}\)关系曲线为图⑦所示的情况下得出的，这时认为被控极的增益能无限减小。实际上一级晶体管放大器的可控增益数（分贝数）是有限的（一般约为15～30分贝）。因此当Ui增大到一定值时，为了达到要求的控制分贝数，常采用多级控制，如图⑩所示，这时静态输出特性的不变段增宽，其弯曲段亦要增宽。
4．AGC控制范围（分贝数）及其分配
AGC控制的范围取决于电视机输入端信号变化的范围。如电视机实用灵敏度为100PμV。输入最大信号电压可达100mV，输入信号变化了10\(^{3}\)倍，也就要求AGC能控制约20lg103=60分贝，对甲级机而言，在输入信号变化60分贝时输出变化不超过±1.5分贝。
一般对中放末级是不加AGC的，因为末级信号大，AGC电路改变工作点时，就容易工作到非线性区去，产生失真和高次谐波。AGC一般加在中放前级和高频头放大级上。高频放大级增益的控制量不宜过大，因为在电视台功率很强的情况下，控制量过大就容易超出线性区，产生非线性失真，当有几个强电视台共同作用时，则易产生交扰调制。一般分配给高频放大级20分贝，其余40分贝由中放完成。中放分二级进行控制。为了展宽不变段一般都采用延时AGC。中放级是在检波器输出视频信号达到1V峰-峰值时才起控，中放控制了30分贝后再使高频头起控。高频头过早起控是不利的，因为高频头增益下降使噪声系数增大。只有当信号很强时，这时信噪比很大，AGC工作，使高频放大级增益下降，就没有关系了。
5．采用AGC的问题及解决办法
晶体管的输入输出阻抗是和工作点有关的，而AGC恰又是利用改变工作点来改变增益的，因此采用AGC后晶体管输入、输出阻抗是变化的。晶体管的输入输出阻抗是谐振回路的一部分，所以AGC将使放大器的谐振特性发生变化。当集电极电流增加时，输入电阻r\(_{ie}\)减小，输入电容Cie增加，输出电阻r\(_{oe}\)减小，输出电容Coe增加。集电极电流减小则相反。集电极电压U\(_{ce}\)增加时，rie增加C\(_{ie}\)减小，roe增加C\(_{oe}\)减小，Uce减小则相反。对于AGC管，比一般高频管变化更要大些。采用正向AGC时，集电极电流的变化范围较大，同时在集电极去耦电阻、发射极偏压电阻上要有压降，所以U\(_{ce}\)也有较大变化。因而正向AGC比反向AGC输入输出阻抗变化更加严重。为了改善这情况，常采用如下办法：
㈠加大谐振回路电容以减小C\(_{ie}\)、Coe变化对谐振频率的影响。
㈡在谐振回路上外接阻尼电阻，减小回路Q值，以减弱r\(_{ie}\)、roe变化的影响。
㈢在晶体管发射极串联小电阻，用负反馈来减弱输入、输出阻抗的变化。
㈣采用较小的接入系数，减小输入、输出阻抗对回路的影响。
㈤采用非线性元件进行补偿。
㈥利用正向、反向AGC相配合，或精心搭配各控制级对谐振特件的影响，使相互补偿达到总谐振特性基本不变。
自动增益控制实用电路
图（10）（11）（12）分别为一实用AGC的电路图、波形图及方块图。这种键控AGC电路是晶体管电视机中用得很多的电路之一，其工作情况如下。当无输入信号时，BG\(_{5}\)发射极亦无视频信号输出，这时虽有行逆程脉冲加到键控管BG1上，BG\(_{1}\)仍处于截止状态，被控中放级即第Ⅰ第Ⅱ中放的工作点主要由R6R\(_{7}\)产生的预置偏量所决定。此时直流放大级BG2亦处于截止状态，被控高放级工作点亦主要由R\(_{12}\)R13产生的预置偏置所决定。当有信号输入时，预视放输出视频信号，此信号传送到同步电路，分离出同步脉冲，使扫描同步，也即使同步头被行逆程脉冲套住。同时信号也送到AGC键控管BG\(_{1}\)的基极，当视频信号的峰-峰值达一定值时（通常取为1Vpp），BG\(_{1}\)即由截止进入放大状态，这时行逆程脉冲通过二极管D1加到BG\(_{1}\)的集电极，BG1就有脉冲电流流通。脉冲电流经R\(_{4}\)C2C\(_{3}\)组成的滤波电路，滤除行频而输出直流电压。在扫描同步情况下，行同步头被行逆程脉冲套住，所以此电压比例于视频信号最大幅度即同步头幅度，去作为中放的增益控制电压Uc，如图（12）所示的②点电压波形。当输入信号增大时，U\(_{c}\)增大，集电极电流增大，放大级增益下降，反之增益则增加，由图可见通过调节BG1管的发射极电位器W\(_{1}\)，可以调节BG1开始导电所要求的视频信号幅度，二极管D\(_{1}\)的作用是当行逆程脉冲过去后，使集电极电路断开，以免电容C3C\(_{2}\)上积累的电荷在BG1管集电结导通的情况下放掉。当输入信号继续增加时②点电位不断提高，被控中放级的集电极电流I\(_{c}\)亦不断增加，增益不断下降。Ic增加使R\(_{1}\)0上压降增加，第二中放集电极直流压降也不断下降。这个电压通过R11（2.4K）加到BG\(_{2}\)管，当电压降到一定值时，即相当于中放增益下降30dB时，BG2管即由截止转入放大状态，其集电极电位也开始变化，输入信号越大③点电位越低，④点电位就越高，高放级的集电极电流也不断增加，其增益随之下降。调整BG\(_{2}\)管发射极电位器W2，可以调节直流放大级延迟控制的分贝数。BG\(_{2}\)管后的滤波电路是滤除在中放级③点上的各种交流电压。